DE1479548B2 - PROCESS FOR MANUFACTURING ROTATIONAL SYMMETRIC PLASTIC MOLDED PARTS IN THE SPINNING PROCESS - Google Patents
PROCESS FOR MANUFACTURING ROTATIONAL SYMMETRIC PLASTIC MOLDED PARTS IN THE SPINNING PROCESSInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von rotationssymmetrischen Kunststofformteilen im Schleuderverfahren, bei dem Kunststoff und Füllmittel in beliebigen Anteilen sowie Armierungsmaterial in mehreren beliebig aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen in die Schleuderform eingebracht und geschleudert werden.The invention relates to a method for producing rotationally symmetrical molded plastic parts in the centrifugal process, with the plastic and filler in any proportions as well as reinforcement material introduced into the centrifugal mold in any number of consecutive operations and be thrown.
Es ist bereits bekannt, rotationssymmetrische Kunststofformteile, insbesondere Rohre, im Schleuderverfahren herzustellen. Bei dem Schleuderverfahren wurde bisher in eine mit oder gegebenenfalls auch ohne Trennungsmittel -versetzte, z. B. aus Kupfer, Aluminium, Stahl oder anderen Metallen bestehende Hohlform die entsprechende Menge Kunstharz- und Füllmittel in einen oder mehreren beliebig aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen in die Schleuderform eingebracht und geschleudert. Gegebenenfalls legte man für die Herstellung armierter rotationssymmetrischer Kunststofformteile Glasfasermatten in Hohlformen ein und tränkte diese durch eingegossenes Gießharz. Durch die Einwirkung der Zentrifugalkraft erfolgt eine Durchmischung und Verteilung, wobei sich bei dem Vorhandensein einer Armierung diese an die Schleuderform anschmiegt und die bei der Schleuderung an und für sich beginnende Aushärtung meist unter zusätzlicher Erwärmung, z. B. in luftbehiezten Öfen, beschleunigt werden muß. Durch die Anwendung von Wärme während des Schleuderverfahrens sind einerseits jedoch sehr kostspielige beheizbare Öfen notwendig, die möglichst die Einstellung einer konstanten Temperatur gewährleisten. Bei Wahl anderer Schleuderformen, Rohrstärken und/ oder Gießharzen ist die Einstellung einer neuen Temperatur erforderlich, so daß also kaum der Fall eintritt, daß verschiedene Kunstharze oder auch Kunstharze in unterschiedlichen Formen bei der gleichen Temperatur geschleudert werden können, ohne die Nachteile der ungenügenden Aushärtung in Kauf zu nehmen. Bei Unterlassung der Erwärmung während des Schleudervorganges werden sehr unvollständig ausgehärtete und daher klebende rotationssymmetrische Kunststofformteile erhalten. Diese etwas unvollständige Härtung findet man sogar häufig auch bei den Formteilen, deren Härtung durch die Anwendung von Wärme beschleunigt wurde. Man konnte daher im Schleuderverfahren hergestellte Teile nicht sofort verwenden oder gemeinsam lagern, da die Teile zum Verkleben neigen.It is already known to use rotationally symmetrical molded plastic parts, in particular pipes, in a centrifugal process to manufacture. In the case of the centrifugal process, it was previously in a with or possibly also without separating agent -staggered, z. B. made of copper, aluminum, steel or other metals Hollow form the appropriate amount of synthetic resin and filler in one or more consecutive Operations introduced into the centrifugal mold and spun. Possibly put for the production of reinforced, rotationally symmetrical molded plastic parts, glass fiber mats in hollow molds and soaked it with cast resin. By the action of centrifugal force Mixing and distribution takes place, with the presence of a reinforcement this being clings to the centrifugal mold and the hardening that begins in and of itself during the centrifugation usually with additional heating, e.g. B. in air-heated ovens, must be accelerated. Through the However, the application of heat during the centrifugal process is, on the one hand, very expensive and heatable Ovens are necessary, which ensure the setting of a constant temperature as far as possible. at Choosing other centrifugal shapes, pipe thicknesses and / or casting resins is the setting of a new temperature required, so that there is hardly any case that various synthetic resins or synthetic resins can be spun in different shapes at the same temperature without the Disadvantages of insufficient curing to be accepted. If the heating is neglected during the centrifugal process are very incompletely cured and therefore sticky, rotationally symmetrical Plastic molded parts received. This somewhat incomplete hardening is also often found in the molded parts, the hardening of which has been accelerated by the application of heat. One could Therefore, do not use centrifugally produced parts immediately or store them together, as the parts tend to stick together.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Aushärtung zu steuern und gegebenenfalls zu beschleunigen.The object of the present invention is to control the curing and, if necessary to accelerate.
Die Lösung dieser Aufgäbe besteht erfindungsgemäß darin, daß auch Beschleuniger, Aktivator, Katalysator und Pigment unter beliebiger Aufteilung der einzubringenden Gewichtsmenge und beliebiger Verteilung auf die in den Arbeitsgängen einzubringenden Stoffe eingeschleudert werden.The solution to this task is, according to the invention, that accelerators, activators, Catalyst and pigment with any distribution of the amount by weight to be introduced and any Distribution to the substances to be introduced in the work steps.
Dabei erreicht man gegebenenfalls unter Abänderung der Zentrifugalkraftgrößen eine schnellere Aushärtung als bei den nach bisher bekannten Schleuderverfahren hergestellten Formteilen.If necessary, a faster hardening is achieved by changing the centrifugal force values than with the molded parts produced by previously known centrifugal processes.
Durch die große Mannigfaltigkeit der auf die einzelnen Arbeitsgänge aufteilbaren Stoffe sowie deren Gewichtsverhältnisse werden Variation in der Aushärtezeit und der Eigenschaft der'rotationssymmetrischen Formkröper ermöglicht. Die Aushärtungszeit ist jedoch auf jeden Fall kürzer als die bei den unter Verwendung gleicher Harze und gleicher bzw. ähnlicher Zusatzstoffe nach den bisher bekannten Schleuderverfahren hergestellten Formteilen mit vergleichbarer, häufig jedoch verbesserter Qualität, wobei diese Qualitätsverbesserung einerseits durch eine Steuerung des Polymerisationsverlaufes, andererseits durch eine bessere Durchmischung durch eine getrennte Zugabe der Beschleuniger und Katalysatoren im Schleuderverfahren erreicht wird. 5. .Due to the great diversity of the substances that can be divided into the individual work steps and their weight ratios, variations in the curing time and the property of the rotationally symmetrical shaped body are made possible. However, the curing time is in any case shorter than that for the molded parts produced using the same resins and the same or similar additives according to the previously known centrifugal processes with comparable, but often improved quality, this quality improvement on the one hand by controlling the course of the polymerization and on the other hand by a better mixing is achieved by adding the accelerators and catalysts separately in the centrifugal process. 5 . .
Besonders zweckmäßig ist es, daß in einem ersten Arbeitsgang nur ein Teil des Vorpolymerisates bzw. des Monomeren vorgeschleudert wird und der restliche Teil oder ein-anderes. Vorpolymerisat oder ein anderes Monomerengemisch in einem oder mehreren darauffolgenden Arbeitsgängen nachgeschleudert wird. ■ · ,It is particularly useful that in a first step only part of the prepolymer or of the monomer is centrifuged and the remaining part or another. Prepolymer or a another monomer mixture is centrifuged in one or more subsequent operations will. ■ ·,
Zum Verarbeiten sind alle härtbaren Kunstharze, insbesondere Polyesterharze, Cumaron-, Inden-, Epoxydharze, Polyacrylate und Polymethacrylate, aber auch Polyvinylverbindungen, z. B. Polyvinylchlorid, geeignet. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß bei der Verwendung von Monomeren oder Vorpolymerisaten eine größere mechanische Festigkeit erreicht wird als bei der Verwendung der Polymerisate bzw. der lösungsmittelhaltigen Polymerisate selbst.All hardenable synthetic resins, especially polyester resins, coumarone, indene, Epoxy resins, polyacrylates and polymethacrylates, but also polyvinyl compounds, e.g. B. polyvinyl chloride, suitable. Surprisingly, it was found that when using monomers or Prepolymers a greater mechanical strength is achieved than when using the polymers or the solvent-containing polymers themselves.
Als Füllmittel eignen sich bei diesem Verfahren die bekannten anorganischen oder organischen FüllstoffeThe known inorganic or organic fillers are suitable as fillers in this process
bzw. aeren Mischungen, wie z. B. Sand, Gesteinsmehl, Schiefermehl, Kreide, Kaolin, Talkum, Asbest, Glaspulver, Metallpulver, gehärtete Kunststoffkügelchen, Schwerspat, Tonerdegel und Glimmerpulver. Die Füllstoffe können entweder in einem Arbeitsgang oder auf mehrere Arbeitsgänge verteilt eingeschleudert werden und zweckmäßig gleich mit einem Aktivator bzw. Promotor versetzt sein, wobei die Zusatzstoffe gegebenenfalls unter Verwendung eines Lackes fixiert werden können. Nach der Einschleuderung der Füllstoffe oder eines Teiles derselben können Beschleuniger und/oder der Katalysator gegebenenfalls mit dem restlichen Teil des Bindemittels und/oder Farbpigmenten nachgeschleudert Werden, wobei lediglich die gemeinsame Schleuderung von Beschleuniger und Aktivator und Promotor in einem Arbeitsgang vermieden werden sollte. Besonders zweckmäßig ist es, in der ersten Arbeitsstufe eine einen gewissen Prozentsatz des Füllmittels und Aktivator enthaltende Monomerenmischung oder das Vorpolymerisat zu schleudern und anschließend die Schleuderform mit Katalysatorlösung, Farbpigment, Beschleuniger und Reste des Füllstoffes gegebenenfalls in mehreren Arbeitsgängen zu beschicken. Weiterhin werden gute Ergebnisse erzielt, wenn man in einer ersten Arbeitsstufe die mit Beschleunigern versetzte Kunstharzmischung bzw. das Vorpolymerisat vor- und in einer zweiten Arbeitsstufe eine mit Katalysatorlösung und Aktivator versetzte Füllstoff mischung nachschleudert, wobei nach Belieben der mit dem Aktivator versetzte Füllstoff auch getrennt, darauffolgend erst die Katalysatorlösung eingeschleudert werden kann. Bei der gemeinsamen Anwendung von Beschleuniger, insbesondere solcher auf Peroxydbasis mit Füllstoffen, muß darauf geachtet werden, daß kein Füllstoff anwesend ist, der eine sofortige Zersetzung des Peroxydes bewirkt, sonst müßte die Einschleuderung ■der Bestandteile getrennt in mehreren Arbeitsstufen vorgenommen werden.or other mixtures, such as. B. sand, rock flour, Slate flour, chalk, kaolin, talc, asbestos, glass powder, metal powder, hardened plastic beads, Barite, clay gel and mica powder. The fillers can either be used in one operation or be centrifuged in distributed over several work steps and expediently at the same time with an activator or promoter, the additives optionally using a varnish can be fixed. After the fillers or part of them have been centrifuged in, accelerators can be added and / or the catalyst optionally with the remaining part of the binder and / or Color pigments are centrifuged, with only the joint centrifugation of accelerator and activator and promoter should be avoided in one operation. Particularly useful is to contain a certain percentage of the filler and activator in the first working stage To spin the monomer mixture or the prepolymer and then use the spin mold Catalyst solution, color pigment, accelerator and residues of the filler optionally in several To feed operations. Furthermore, good results are achieved if one is in a first stage of work the synthetic resin mixture mixed with accelerators or the prepolymer in advance and in one in the second work stage, a filler mixture mixed with a catalyst solution and activator is centrifuged, the filler mixed with the activator can also be separated as desired, only then the Catalyst solution can be centrifuged. When using accelerators together, In particular, those based on peroxide with fillers, care must be taken that no filler is present, which causes an immediate decomposition of the peroxide, otherwise the centrifugation would have to be carried out ■ the components are carried out separately in several work stages.
Will man eine noch bessere Mischung bzw. Verteilung der eingeschleuderten Stoffe erreichen, so können erfindungsgemäß die in der Schleuderform eingebrachten Bestandteile durch in die Schleuderform hineinragende Stahlkämme, Stäbe, kleine Rollen, Drähte usw. vermischt werden. Hierdurch entstehen turbulente Mischungsströme, die eine intensivere Durchmischung bewirken. Durch die Änderung der Zentrifugalkräfte kann ebenfalls, jedoch in schwächerem Maße, ein verbesserter Durchmischungseffekt hervorgerufen werden, denn eine Erhöhung der Zentrifugalkräfte bewirkt vorwiegend eine Verbesserung der Innenfläche.If you want to achieve an even better mixture or distribution of the injected substances, so According to the invention, the constituents introduced in the centrifugal mold can be passed through into the centrifugal mold protruding steel combs, rods, small rolls, wires, etc. are mixed. This creates turbulent mixing flows, which cause a more intensive mixing. By the change the centrifugal forces can also, but to a lesser extent, have an improved mixing effect caused, because an increase in centrifugal forces mainly causes a Improvement of the inner surface.
Die verwendeten Füllstoffe können beliebige Korngrößen aufweisen. Als zweckmäßig zeigte es sich jedoch, Körnungen unter 2 mm zu verwenden. Will man mit Füllstoff verstärkte Rohre mit hoher mechanischer Festigkeit erhalten, so sollten möglichst homogene Körnungen verwendet oder Füllstoffe zugesetzt werden, die möglichst über 50 % Korngrößen enthalten, deren Durchmesser im Verhältnis 1 :0,4 stehen.The fillers used can have any grain size. However, it turned out to be useful Use grain sizes below 2 mm. If you want pipes reinforced with filler with high mechanical strength To obtain strength, the most homogeneous grain sizes possible should be used or fillers should be added that contain more than 50% grain sizes with a diameter in a ratio of 1: 0.4 stand.
Als Ausgangsstoffe für die Herstellung der rotationssymmetrischen Formkörper dienen Monomere bzw. Vorpolymerisate von an sich bekannten härtbaren Kunstharzen mit Katalysator-, Aktivator-, Promotor und gegebenenfalls Weichmacher-, Füllstoff- und Pigmentzusatz. Unter Promotoren werden Verbindungen verstanden, die das System »Katalysator-Beschleuniger« zusätzlich in der Wirkung verstärken, z. B. Dimethylanilin, Socyanate, salpetrige Säure und Natriumnitrit. So wurden bei der Herstellung ungesättigter Polyester enthaltende rotationssymmetrische Formkörper, vorzugsweise peroxydische Beschleuniger wie Benzolperoxyd, Laurylperoxyd, tertiäres Butylhydroperoxyd, zugesetzt. Als Aktivatoren dienten die an sich bekannten Aktivatoren wie Cobaltnaphthenat und -octoat, als weiterer Zusatz wurde Dimethylanilin (Promotor) verwendet. Die Verarbeitung der Epoxyharze bzw. Säureanhydride in Gegenwart von BF3-Komplexen oder anderen Beschleunigern erfolgte vorzugsweise mit Aminen oder Amiden als Härtungsmittel und gegebenenfalls unter Zusatz von Vernetzungsmitteln. Eine weitere vorteilhafte Variationsmöglichkeit ergibt sich bei der Verwendung von Epoxyharz-/Polyestergemischen bzw. Vorpolymeriasaten oder Monomerenmischungen. "-Polyvinylchloridzusätze im Schleuderverfahren sind zweckmäßig als Vorpolymerisate im Gemisch mit Polyvinylacetat oder Polyacrylsäureestern oder unter Verwendung von Mischpolymerisaten bzw. im Gemisch mit deren Monomeren bzw. Vorpolymerisaten anzuwenden. Auch bei der Verwendung anderer Gießharze als Polyesterharze ist in jedem Fall die Verwendung von Monomeren oder deren Vorpolymerisaten sowie die Aufteilung der im Schleuderverfahren einzubringenden Stoffe in mehreren Arbeitsgängen sehr vorteilhaft, da eine bessere Durchmischung und Härtung der Schleuderteile, verbunden mit verbesserten hohen mechanischen Eigenschaften (Stoßfestigkeit usw.), erreicht wird. Das Verfahren kann auch unter Wegfall einiger Zusatzstoffe, z. B. Füllstoffe, Pigmente usw., erfolgen.The starting materials for the production of the rotationally symmetrical shaped bodies are monomers or prepolymers of known curable synthetic resins with added catalysts, activators, promoters and, if appropriate, plasticizers, fillers and pigments. Promoters are understood to mean compounds which additionally enhance the effectiveness of the "catalyst accelerator" system, e.g. B. Dimethylaniline, Socyanate, nitrous acid and sodium nitrite. For example, rotationally symmetrical shaped bodies containing unsaturated polyester, preferably peroxidic accelerators such as benzene peroxide, lauryl peroxide and tertiary butyl hydroperoxide, were added. The activators known per se, such as cobalt naphthenate and cobalt octoate, served as activators, and dimethylaniline (promoter) was used as a further additive. The processing of the epoxy resins or acid anhydrides in the presence of BF 3 complexes or other accelerators was preferably carried out with amines or amides as curing agents and optionally with the addition of crosslinking agents. Another advantageous possibility of variation arises when using epoxy resin / polyester mixtures or prepolymers or monomer mixtures. "-Polyvinyl chloride additives in the centrifugal process are expediently used as prepolymers in a mixture with polyvinyl acetate or polyacrylic acid esters or using copolymers or in a mixture with their monomers or prepolymers. Even when casting resins other than polyester resins are used, monomers or their Pre-polymerizates and the division of the substances to be introduced in the centrifugal process in several work steps are very advantageous, since better mixing and hardening of the centrifugal parts, combined with improved high mechanical properties (impact resistance, etc.), is achieved. B. fillers, pigments, etc., take place.
Für die Innenbeschichtung der Rohre können gegebenenfalls schon vor Beendigung des Schleudervorganges andere, für die Innenbeschichtung geeignete Harze oder deren Vorpolymerisate, z. B. Polyvinylchloridverbindungen, gegebenenfalls unter Verwendung von Füllstoffen, Zusatzstoffen, wie Katalysatoren, Pigmente, Beschleuniger, Aktivatoren oder Weichmacher, nachgeschleudert und gegebenenfalls vor weiteren Nachschleuderungen in die schon zum Teil gehärtete, geschleuderte Formmasse noch Armierungen, z. B. Glasfasern, Gewebe usw., eingeschleudert werden, gegebenenfalls können bei dieser Nachschleuderung quellend wirkende Mittel oder Monomere eingesetzt werden.For the inner coating of the pipes, you can, if necessary, even before the end of the spinning process other resins suitable for the interior coating or their prepolymers, e.g. B. polyvinyl chloride compounds, possibly using fillers, additives such as catalysts, Pigments, accelerators, activators or plasticizers, centrifuged and optionally before further re-centrifugation, reinforcements are added to the partially hardened, centrifuged molding compound, z. B. glass fibers, fabric, etc., can be thrown in, if necessary, this After centrifugation swelling agents or monomers are used.
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